范軍華，呂 彪，蘇樹桐，江偉奇

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局，廣東 梅州 514000)

近年來(lái)，隨著對(duì)供電可靠性要求的提高，越來(lái)越多變電站配置了備自投裝置。備自投裝置是當(dāng)工作電源因故障斷開后，能迅速地投入備用電源，保證用戶連續(xù)供電的設(shè)備。而線路自動(dòng)重合閘裝置是將因故障跳開后的斷路器，自動(dòng)重合的一種自動(dòng)裝置。兩者間通過(guò)密切配合，可以極大提高供電可靠性。經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路絕大多數(shù)的故障都是瞬時(shí)性的，瞬時(shí)故障率超過(guò)80%，瞬時(shí)性故障一般順序如下：保護(hù)動(dòng)作跳斷路器→熄弧→故障消失→保護(hù)重合斷路器→供電恢復(fù)，這種情況下，備自投裝置不會(huì)動(dòng)作。而當(dāng)遇到永久性故障，斷路器重合失敗或者不重合時(shí)，備自投裝置就會(huì)動(dòng)作合上備用電源。如果線路重合閘與備自投裝置配合不當(dāng)時(shí)，將無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。本文以110kV備自投與線路重合閘配合異常事件為例，淺談線路保護(hù)重合閘與備自投配合的問題。

1 異常事件簡(jiǎn)述

2019年2月17日23:45:02.646，虎山變#1、#2主變相繼跳閘，110kV河谷變主供線路失電。23:45:02.513，備自投動(dòng)作，跳開中谷線105開關(guān)，合上九河線106開關(guān)，隨后，中谷線保護(hù)裝置“重合閘”又動(dòng)作將中谷線105開關(guān)，導(dǎo)致合環(huán)運(yùn)行。動(dòng)作前后運(yùn)行方式變化如圖1、圖2所示。

2 異常動(dòng)作事件原因分析

110kV備自投裝置及保護(hù)裝置動(dòng)作行為分析，裝置主要定值如表1所示。

圖1 備自投動(dòng)作前河谷變方式

圖2 備自投動(dòng)作后河谷變方式

表1 110kV備自投裝置主要定值 s

河谷變備自投裝置型號(hào)為長(zhǎng)園深瑞ISA-358GE，使用進(jìn)線備投功能，2016年8月投運(yùn)，中谷線105接入裝置1DL，九河線106接入裝置2DL。跳中谷線時(shí)間定值為3s，合九河線時(shí)間定值為1s。

河谷變110kV中谷線保護(hù)裝置型號(hào)為PRS-753D，2016年8月投運(yùn)。重合閘時(shí)間定值為1.5s。

103開關(guān)因故障跳開，河谷變滿足母線失壓小于30V滿足失壓、進(jìn)線無(wú)流、備供線路有壓條件。23:45:02.513，備自投裝置啟動(dòng)，3s后備自投保護(hù)“跳1DL動(dòng)作”跳開中谷線105開關(guān)；1.001s（23:45:05.614）后備自投保護(hù)“合2DL動(dòng)作”合上九河線106開關(guān)。備自投動(dòng)作時(shí)間符合定值要求，動(dòng)作正確。

23:45:06.276，也即中谷線105開關(guān)跳開1.5s后，中谷線保護(hù)裝置“重合閘”動(dòng)作合上中谷線105開關(guān)。該事件中，備自投保護(hù)動(dòng)作跳中谷線后，沒有閉鎖中谷線保護(hù)裝置重合閘，線路保護(hù)在備自投跳開105開關(guān)后判開關(guān)偷跳啟動(dòng)重合閘。1.5s后重合閘動(dòng)作將中谷線105開關(guān)合上。

正常情況下備自投動(dòng)作應(yīng)該閉鎖線路保護(hù)重合閘，為什么該事件中重合閘卻動(dòng)作了呢？繼保人員檢查線路保護(hù)裝置，發(fā)現(xiàn)沒有相關(guān)閉鎖重合閘開入事件。于是，現(xiàn)場(chǎng)檢查閉鎖回路，發(fā)現(xiàn)備自投保護(hù)屏上“4LP9備自投閉鎖中谷線105重合閘”連接片存在松動(dòng)虛接現(xiàn)象，導(dǎo)致閉鎖重合閘命令無(wú)法出口至線路保護(hù)裝置。如圖3所示。

圖3 壓板虛接現(xiàn)象

2.1 備自投裝置與線路重合閘動(dòng)作原理

2.1.1 備自投動(dòng)作原理

如圖4所示，備自投完成充電后，當(dāng)滿足啟動(dòng)條件：母聯(lián)運(yùn)行情況下，兩段母線均滿足三相電壓＜Uwy；母聯(lián)檢修情況下，任一運(yùn)行母線滿足三相電壓＜Uwy；所有主供單元均滿足無(wú)流條件，裝置啟動(dòng)跳主供線路，并確認(rèn)主供開關(guān)在分位后，合備投線路，如果合于故障（備投元件的任一相電流大于加速電流定值），加速跳閘，備投失敗。合備投線路后，在Th時(shí)間內(nèi)失壓母線電壓恢復(fù)，備投成功。

圖4 備自投動(dòng)作原理

2.1.2 重合閘動(dòng)作原理

電力系統(tǒng)重合閘功能主要集成在線路保護(hù)裝置中，當(dāng)斷路器跳閘后能夠自動(dòng)將斷路器重新合閘，迅速恢復(fù)正常送電，提高供電可靠性。110kV及以下電壓等級(jí)的斷路器都是三相聯(lián)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，三相斷路器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在機(jī)械上是連在一起的，所以一般采用三相重合閘方式，該方式的動(dòng)作過(guò)程是：線路上發(fā)生的任何故障跳三相，重合三相，如果重合成功繼續(xù)運(yùn)行，如果重合于永久性故障再跳三相。其重合閘的起動(dòng)方式有下述2種：

位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式。如果保護(hù)裝置檢測(cè)到跳閘位置繼電器閉合（TWJ=1），說(shuō)明斷路器現(xiàn)處于分位狀態(tài)。但是，控制開關(guān)KKJ在合后狀態(tài)，說(shuō)明原先斷路器是處于合位的。如果這兩個(gè)位置不對(duì)應(yīng)，啟動(dòng)重合閘的方式稱作位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式。用不對(duì)應(yīng)方式啟動(dòng)重合閘后，既可在線路上發(fā)生短路，保護(hù)將斷路器跳開后啟動(dòng)重合閘，也可以在斷路器“偷跳”以后啟動(dòng)重合閘（“偷跳”是指系統(tǒng)中沒有發(fā)生過(guò)短路，也不是手動(dòng)跳閘，而是由于某種原因，例如工作人員不小心誤碰了斷路器的操作機(jī)構(gòu)、保護(hù)裝置的出口繼電器接點(diǎn)由于撞擊震動(dòng)而閉合、斷路器的操作機(jī)構(gòu)失靈等原因造成的斷路器跳閘）。由于，發(fā)生“偷跳”時(shí)，保護(hù)沒有發(fā)出過(guò)動(dòng)作命令，必須靠不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式對(duì)重合閘來(lái)進(jìn)行補(bǔ)救。

保護(hù)起動(dòng)方式。斷路器跳閘絕大多數(shù)的情況都是保護(hù)動(dòng)作發(fā)出的，因此重合閘可由保護(hù)來(lái)啟動(dòng)。當(dāng)本保護(hù)裝置發(fā)出單相跳閘命令且檢查到該相線路無(wú)電流（一般稱作單跳固定繼電器動(dòng)作），或本保護(hù)裝置發(fā)出三相跳閘命令且三相線路均無(wú)電流（一般稱作三跳固定繼電器動(dòng)作）時(shí)啟動(dòng)重合閘。

該事件中，由于線路保護(hù)未動(dòng)作，不是保護(hù)啟動(dòng)，而是靠不對(duì)應(yīng)來(lái)啟動(dòng)重合閘，將備投切開的主供線路合上。所以是位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘。

2.2 備自投裝置與線路重合閘的配合

備自投與線路保護(hù)重合閘主要依靠動(dòng)作時(shí)間和二次回路接線相互配合。

2.2.1 時(shí)間配合

進(jìn)線備自投跳閘時(shí)間應(yīng)為本級(jí)線路電源側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與線路重合閘時(shí)間之和，一般可按照躲電源線路Ⅱ段動(dòng)作時(shí)間與重合閘時(shí)間、重合后加速之和，并考慮一定的裕度：

式中：T′2按電源線路保護(hù)II段考慮；Tch為重合閘動(dòng)作時(shí)間；Tjs為線路后加速保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。

這樣，保證線路重合閘先動(dòng)作，重合不成功加速跳閘后，備自投方可動(dòng)作。

2.2.2 二次回路接線構(gòu)成

典型二次回路接線采用備自投動(dòng)作閉鎖線路保護(hù)重合閘方式。具體回路構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)為：備自投動(dòng)作接點(diǎn)串聯(lián)閉鎖線路重合閘壓板，開入線路保護(hù)裝置。當(dāng)備自投動(dòng)作，同時(shí)壓板投入時(shí)，線路保護(hù)裝置檢測(cè)到有閉鎖重合閘開入，對(duì)重合閘放電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)裝置的重合閘閉鎖功能。該事件中，正是由于閉鎖線路重合閘壓板接觸不良，雖然備自投動(dòng)作接點(diǎn)接通，但保護(hù)裝置仍無(wú)法檢測(cè)到閉鎖開入，導(dǎo)致線路保護(hù)裝置認(rèn)為主供電源開關(guān)偷跳，啟動(dòng)重合閘將備自投切開的主供電源合上，引起合環(huán)。

3 運(yùn)維注意事項(xiàng)

二次檢修人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開展定檢工作，定檢應(yīng)對(duì)開入開出的回路進(jìn)行檢查。

加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)，按照運(yùn)維策略執(zhí)行相關(guān)壓板核查內(nèi)容，同時(shí)應(yīng)該在典型操作票中加入壓板投完后，檢查壓板位置的步驟，以防止虛接等情況。

嚴(yán)把驗(yàn)收環(huán)節(jié)，提高驗(yàn)收質(zhì)量，驗(yàn)收過(guò)程中尤其注意裝置間的關(guān)聯(lián)回路，確保投運(yùn)后設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)供電可靠性要求越來(lái)越高，對(duì)于具有雙回電源線路的110kV變電站都會(huì)配有備自投裝置與線路重合閘，兩者主要通過(guò)動(dòng)作時(shí)間及相互間接線保證其配合，所以，不僅要保證線路保護(hù)裝置與備自投裝置之間的接線設(shè)計(jì)正確性，還要加強(qiáng)運(yùn)行及維護(hù)，保證其有效配合。